纸尿裤产品用高吸收性树脂（SAP）的功能及发展动向

三宅浩司 ㈱ 日本触媒

纸尿裤产品用高吸收性树脂（SAP）的功能及发展动向

Features and Trends of SAP Used in Diapers

三宅浩司 ㈱ 日本触媒

根据调研可知，消费者对纸尿裤的舒适性和安全性非常看重。舒适性具体表现为纸尿裤产品可充分吸收尿液、无渗漏、长时间使用仍不产生渗漏、透气性好和轻薄。安全性主要针对原材料而言。

一 纸尿裤产品中高吸收性树脂（SAP）的特性

对应表现在SAP上的特性即：吸水特性、粉体特性和安全性。吸水特性体现在吸收量、加压吸收量和吸收速度上，必须根据纸尿裤的样式进行设计。粉体特性体现在粒径分布、堆积密度、质量流量和水分等方面。安全性体现在pH值、残留单体和重金属方面。为此，日本高吸收性树脂工业会制定了SAP的检测方法及标准，见表1。

表1 SAP的检测方法及标准

纵观纸尿裤产品的发展历程与SAP的对应特性，可以发现在日本，生产企业对SAP的抗菌性也非常重视，如图1所示，如今消费者愈发注重产品的多样化，对清洁、除臭特性的需求不断加强。因此，除安全性外，纸尿裤用SAP的抗菌性也是值得关注的指标之一。

图1 纸尿裤的发展历程与SAP的特性

● 抗菌性

在日本，众多抗菌产品被广泛使用，如卫生用品、洗洁剂、厨房用品、口罩等。经过抗菌加工的纸尿裤产品上可使用日卫联的抗菌标识，该标识不仅限于纸尿裤，也同样应用于护垫、绷带、口罩、湿巾等产品上。抗菌产品的抗菌效果，依照JIS L 1902（ISO 20743）和JIS Z 2801（ISO 22196）标准来检测。日卫联基于JIS L1902对产品抗菌性进行评估，由于SAP吸收尿液后变为凝胶状，无法适用JIS L1902标准，因此高吸收性树脂工业会与日卫联正在共同研发测量吸收尿液状态下的SAP抗菌性试验方法，检测试验包括对抗菌性、抗菌加工、抗菌活性值、抗菌效果和试验菌的评估，见图3。

图2 日卫联发布的抗菌标识

图3 SAP抗菌试验检测指标

具体试验步骤如下：

（1）将SAP浸润于含试验菌的人工尿液中，并培养18h。

（2）加入培养基，分离试验菌。

（3）测定菌落数。

（4）观察实验结果。

● 安全性

目前，使用聚丙烯酸钠（CAS注册号 9003-04-7）制成的SAP的安全性已广为人知。为更好地监管纸尿裤用SAP的产品品质，高吸收性树脂工业会制定了《纸尿裤用SAP自主标准》，涉及项目包括pH值、残留单体、重金属等指标。

二 日本高吸收性树脂工业会制定的SAP自主标准

Ⅰ适用范围及成分

1. 适用范围 本标准适用于纸尿裤等产品生产中使用的聚丙烯酸系SAP中，聚丙烯酸部分轻金属盐占到90%以上的为适用对象。

另，对于纸尿裤等产品，特指以下对象。

· 纸尿裤（婴幼儿用及成人用）

· 尿液吸收垫片类

2. 成分 本品为以较少交联的聚丙烯酸部分轻金属盐作为主要成分的SAP。

本品主成分主要有以下几种化合物：

· 丙烯酸-丙烯酸钠共聚物

· 丙烯酸-丙烯酸钾共聚物

· 淀粉接枝聚丙烯酸钠

Ⅱ 物理、化学性试验及相关标准

1. 性状

本品呈白色粉末或纤维状，接近无臭无味。

本品吸水后膨胀，几乎不溶。

本品几乎不溶于有机溶剂。

熔点=200℃以上（分解）。

2. 确认试验（试剂、试液以日本药典收录的一般试验法为准。）

［通用试验项目]

将0.5g本品加入100mL生理盐水中，搅拌混合10min后，静置1min，使用事先校准好的pH测量计于液面处进行测量，其pH值为4.4～7.8。

3.纯度试验（标准品、试剂、试液以日本药典收录的一般试验法为准。）

（1）重金属

取本品1.0g，按照日本药典收录的一般试验法-重金属试验法第2法进行操作，完成试验。在比对液中加入2.0mL的铅标准液。

标准：需在20ppm以下。

（2）荧光

在暗处以紫外线（主波长：365nm）照射本品时，不应观察到显著荧光。

（3）残留单体

准确量出1.0g本品，并加入200mL生理盐水中，搅拌混合1h后，过滤，取滤液作为受检材料。

另外再准确称取丙烯酸（纯度99.5%以上）0.10g，加入100mL生理盐水中，再取其1mL加入生理盐水中调制出200mL的标准溶液。

分别取受检材料、标准溶液各20～100μL，按高效液相色谱分析（HPLC）法进行试验。将数据处理机中得出的受检材料峰值面积计为A，标准溶液峰值面积计为A0。

标准：A不可超过A0=＞1,000mg/kg以下

（参考分析条件）

流动相：10%乙腈；90%磷酸水溶液（H3PO4:0.085wt%aq.）

色谱柱：C18等

流量：1.0cm3/min

检出：210nm（UV）

为改善性能，SAP中会加入多种添加剂和辅料。抗菌剂等部分添加剂的添加量虽小，却可能带来比较大的影响，因而有必要对添加剂本身的产品安全性进行原料安全性确认。根据高吸收性树脂工业会制定的自主标准：

● 在添加到SAP中之前，必须对新原料的安全性进行评估。

● 通过数据库（文献、报告书等）中的信息，对新原料的安全性进行评估。如是否存在致癌性、致敏性、基因毒性、生殖毒性等。

● 评估中若发生问题，则不可投入使用。

● 信息无法获取的情况下，对具有生物活性的化合物（抗菌剂等）采取不使用原则，或是进行毒性试验评估其安全性；对于无生物活性的化合物，需使用加入新材料后制成的SAP进行毒性试验以评估其安全性。

三 总结

● 纸尿裤用SAP存在吸水特性、粉体特性、安全性上要求，这些要求的具体规定是基于ISO、JIS等发布的测定方法。

● 在日本，除以上特性外，对SAP的抗菌性亦有一定要求，高吸收性树脂工业会与日卫联正在联合进行试验方法的研发。

● SAP抗菌加工中使用的抗菌剂即便量极少也可对生物产生影响，因而在投入生产使用前，需遵循高吸收性树脂工业会自主标准对其安全性进行评估。

（邢婉娜整理）